IEC 60255-13-1980

RELAIS ÉLECTRIQUES Treizième partie: Relais différentiels à pourcentage PRÉAMBULE 1 Les décisions ou accords officiels de la C E I en ce qui concerne les questions techniques, préparés p

Première éditionFirst edition1980

Biased (percentage) differential relays

Reference number CEI/IEC 255-13: 1980

Le contenu technique des publications de la CEI est

cons-tamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état actuel de

la technique.

Des renseignements relatifs à la date de reconfirmation de

la publication sont disponibles auprès du Bureau Central de

la CEI.

Les renseignements relatifs à ces révisions, à

l'établis-sement des éditions révisées et aux amendements peuvent

être obtenus auprès des Comités nationaux de la CEI et

dans les documents ci-dessous:

• Bulletin de la CEI

• Annuaire de la CEI

Publié annuellement

• Catalogue des publications de la CEI

Publié annuellement et mis à jour régulièrement

Terminologie

En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur se

reportera à la CEI 50: Vocabulaire Electrotechnique

Inter-national (VEI), qui se présente sous forme de chapitres

séparés traitant chacun d'un sujet défini Des détails

complets sur le VEI peuvent être obtenus sur demande.

Voir également le dictionnaire multilingue de la CEI.

Les termes et définitions figurant dans la présente

publi-cation ont été soit tirés du VEI, soit spécifiquement

approuvés aux fins de cette publication.

Symboles graphiques et littéraux

Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et les

signes d'usage général approuvés par la CEI, le lecteur

consultera:

— la CEI 27: Symboles littéraux à utiliser en

électro-technique;

— la CEI 417: Symboles graphiques utilisables

sur le matériel Index, relevé et compilation des

feuilles individuelles;

— la CEI 617: Symboles graphiques pour schémas;

et pour les appareils électromédicaux,

— la CEI 878: Symboles graphiques pour

équipements électriques en pratique médicale.

Les symboles et signes contenus dans la présente

publi-cation ont été soit tirés de la CEI 27, de la CEI 417, de la

CEI 617 et/ou de la CEI 878, soit spécifiquement approuvés

aux fins de cette publication.

Publications de la CEI établies par le

même comité d'études

L'attention du lecteur est attirée sur les listes figurant à la fin

de cette publication, qui énumèrent les publications de la

CEI préparées par le comité d'études qui a établi la

présente publication.

The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC, thus ensuring that the content reflects current technology.

Information relating to the date of the reconfirmation of the publication is available from the IEC Central Office.

Information on the revision work, the issue of revised editions and amendments may be obtained from IEC National Committees and from the following IEC sources:

• IEC Bulletin

• IEC Yearbook

Published yearly

• Catalogue of IEC publications

Published yearly with regular updates

Terminology

For general terminology, readers are referred to IEC 50:

International Electrotechnical Vocabulary (IEV), which is

issued in the form of separate chapters each dealing with a specific field Full details of the IEV will be supplied on request See also the IEC Multilingual Dictionary.

The terms and definitions contained in the present cation have either been taken from the IEV or have been specifically approved for the purpose of this publication.

publi-Graphical and letter symbols

For graphical symbols, and letter symbols and signs approved by the IEC for general use, readers are referred to publications:

— IEC 27: Letter symbols to be used in electrical technology;

— IEC 417: Graphical symbols for use on equipment Index, survey and compilation of the single sheets;

— I EC 617: Graphical symbols for diagrams;

and for medical electrical equipment,

— I EC 878: Graphical symbols for electromedical equipment in medical practice.

The symbols and signs contained in the present publication have either been taken from IEC 27, IEC 417, IEC 617 and/or IEC 878, or have been specifically approved for the purpose of this publication.

IEC publications prepared by the same technical committee

The attention of readers is drawn to the end pages of this publication which list the IEC publications issued by the technical committee which has prepared the present publication.

Première édition First edition 1980

Biased (percentage) differential relays

© CEI 1980 Droits de reproduction réservés — Copyright - all rights reserved

Aucune partie de cette publication ne peut étre reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, in any form or by any means, electronic or mechanical, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les including photocopying and microfilm, without permission microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur in writing from the publisher

Bureau central de la Commission Electrotechnique Internationale 3, rue de Varembé Genève Suisse

Commission Electrotechnique Internationale CODE PRIX

International Electrotechnical Commission PRICE CODE

Mex1nyHapoAHac 3neMTporexHN4ecean KoMHCCHA

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SECTION TROIS — MÉTHODES D'ESSAIS

SECTION THREE — TEST METHODS

RELAIS ÉLECTRIQUES Treizième partie: Relais différentiels à pourcentage

PRÉAMBULE 1) Les décisions ou accords officiels de la C E I en ce qui concerne les questions techniques, préparés par des Comités d'Etudes ó sont représentés tous les Comités nationaux s'intéressant à ces questions, expriment dans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examinés.

2) Ces décisions constituent des recommandations internationales et sont agréées comme telles par les Comités nationaux.

3) Dans le but d'encourager l'unification internationale, la CEI exprime le voeu que tous les Comités nationaux adoptent dans leurs règles nationales le texte de la recommandation de la CEI, dans la mesure ó les conditions nationales le permettent Toute divergence entre la recommandation de la CEI et la règle nationale correspondante doit, dans la mesure

du possible, être indiquée en termes clairs dans cette dernière.

Les Comités nationaux des pays suivants se sont prononcés explicitement en faveur de la publication:

Afrique du Sud (République d') France Allemagne Italie Australie Japon Autriche Norvège Belgique Pologne Corée (République de) Roumanie Corée (République Démocratique Populaire de) Royaume-Uni Danemark Suède Etats-Unis d'Amérique Suisse

Turquie

Le Comité d'Etudes n° 41 a décidé de classer ses futures publications suivant une structure à plusieurs niveaux:

Niveau I: Normes à caractère général;

Niveau II: Normes génériques concernant, en tout ou partie, une famille de relais;

Niveau III: Normes applicables, en tout ou partie, à un groupe déterminé de relais;

Niveau IV: Prescriptions particulières ou spécifications concernant un type (ou modèle) déterminé de relais.

Cette norme, applicable à un groupe particulier de relais de mesure à plusieurs grandeurs d'alimentation d'entrée, est hiérarchiquement un document de troisième niveau.

Autres publications de la CEI citées dans la présente norme:

Publications n°' 255-0-20: Relais électriques – Caractéristiques fonctionnelles des contacts de relais électriques.

255-5: Cinquième partie: Essais d'isolement des relais électriques.

255-6: Sixième partie: Relais de mesure à plusieurs grandeurs d'alimentation d'entrée.

255-6A: Premier complément à la Publication 255-6 (1978).

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

ELECTRICAL RELAYS Part 13: Biased (percentage) differential relays

FOREWORD 1) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters, prepared by Technical Committees on which all the National Committees having a special interest therein are represented, express, as nearly as possible an international consensus of opinion on the subjects dealt with.

2) They have the form of recommendations for international use and they are accepted by the National Committees in that sense.

3) In order to promote international unification, the IEC expresses the wish that all National Committees should adopt the text of the I EC recommendation for their national rules in so far as national conditions will permit Any divergence between the IEC recommendation and the corresponding national rules should, as far as possible, be clearly indicated in the latter.

PREFACE This standard has been prepared by Sub-Committee 41B: Measuring Relays, of IEC Technical Committee No 41: Electrical Relays.

Drafts were discussed at the meetings held Nice in 1976 and in Milan in 1977 A draft, Document 4lB(Central Office)13, was submitted to the National Committees for approval under the Six Months' Rule in October 1978.

The National Committees of the following countries voted explicitly in favour of publication:

Australia Korea (Democratic People's Republic of) Austria Norway

Belgium Poland Denmark Romania France South Africa (Republic of) Germany Sweden

Italy Switzerland Japan Turkey Korea (Republic of) United Kingdom

United States of America Technical Committee No 41 has decided to classify its future publications on a hierarchical basis as follows:

First level: General standards;

Second level: Generic standards relating wholly or partly to a family of relays;

Third level: Standards applicable wholly or partly to a particular group of relays;

Fourth level: Particular requirements or specifications relating to a specific type (or pattern) of relay.

This standard, applicable to a particular group of measuring relays with more than one input energizing quantity, is hierarchically a third-level document.

Other IEC publications quoted in this standard:

Publications Nos 255-0-20: Electrical Relays—Contact Performance of Electrical Relays.

255-5: Part 5: Insulation Tests for Electrical Relays.

255-6: Part 6: Measuring Relays with More than One Input Energizing Quantity.

255-6A: First Supplement to Publication 255-6 (1978).

RELAIS ÉLECTRIQUES Treizième partie: Relais différentiels à pourcentage

SECTION UN — DOMAINE D'APPLICATION ET DÉFINITIONS

1 Domaine d'application

La présente norme spécifie les prescriptions fonctionnelles des relais différentiels à centage Ces relais forment une sous-famille particulière de relais de mesure à plusieursgrandeurs d'alimentation d'entrée, définis dans la Publication 255-6 de la CEI : Relais élec-triques, Sixième partie: Relais de mesure à plusieurs grandeurs d'alimentation d'entrée, et dontles valeurs des caractéristiques doivent être déclarées par le constructeur Elle spécifie aussiles méthodes de présentation des caractéristiques fonctionnelles et de leurs valeurs

pour-La présente norme s'applique aux relais conçus pour la détection des défauts pouvantsurvenir particulièrement dans les alternateurs, moteurs à courant alternatif et transformateurs.Elle ne s'applique ni aux relais destinés à la protection des jeux de barres ni aux relais destinés

à protéger les lignes de transport par des systèmes de protection différentielle, utilisant parexemple des fils pilotes Cette norme couvre la majorité des relais différentiels à pourcentage etégalement ceux pour lesquels le pourcentage s'accroît par exemple avec le courant traversant.Dans des cas particuliers, des prescriptions supplémentaires peuvent être définies dans desnormes nationales

Tous les essais de cette norme sont des essais de type

Cette norme s'applique seulement aux relais à l'état neuf

2 Définitions

Pour les termes généraux non définis dans la présente norme, il y a lieu de se référer auVocabulaire Electrotechnique International de la C E I (V.E.I.), à la Publication 255-6 de laCEI, et à la Publication 255-6A de la CEI : Premier complément à la Publication 255-6(1978)

Les définitions ci-après sont applicables pour la présente norme:

2.1 Relais différentiel

Relais qui, par sa conception, est destiné à répondre au courant différentiel

2.2 Relais différentiel à pourcentage

Relais différentiel pour lequel la réponse est modifiée par un courant de retenue d'unemanière prédéterminée

2.3 Courant différentiel

Dans un relais différentiel, courant qui est la différence algébrique entre les courantsspécifiés entrant et sortant

2.4 Courant de retenue

Dans un relais différentiel, combinaison des courants entrant et sortant et dont l'action tend

à s'opposer au fonctionnement du relais

ELECTRICAL RELAYS

Part 13: Biased (percentage) differential relays

SECTION ONE – SCOPE AND DEFINITIONS

This standard specifies the performance requirements of electrically biased (percentage)differential relays These relays constitute a particular sub-family of measuring relays withmore than one input energizing quantity as defined in IEC Publication 255-6, ElectricalRelays, Part 6: Measuring Relays with More than One Input Energizing Quantity, and theparameters whose values are to be declared by the manufacturer of such relays It alsospecifies methods of presentation of the characteristics and performance of these relays.This standard applies to relays designed for the detection of faults particularly in a.c.generators, motors and transformers It does not apply to relays designed for busbarprotection, nor does it apply to current differential (e.g pilot wire) relays used for theprotection of transrhission lines This standard covers the majority of biased (percentage)differential relays and also, for example, those where the restraint percentage increases as thethrough-current increases For particular cases, supplementary requirements may be stated innational standards

All tests in this standard are type tests

This standard applies only to relays in a new condition

2 Definitions

For definitions of general terms not defined in this standard, reference should be made tothe IEC International Electrotechnical Vocabulary (I.E.V.), to IEC Publication 255-6, and

to IEC Publication 255-6A: First supplement to IEC Publication 255-6 (1978)

For the purpose of this standard, the following definitions shall apply:

2.1 Differential relay

A relay which, by its design, is intended to respond to differential current

2.2 Biased (or percentage) differential relay

A differential relay in which the designed response is modified by a restraint current

2.5 Pourcentage de retenue

Valeur limite maximale du rapport entre le courant différentiel et le (les) courant(s) deretenue pour laquelle le relais ne fonctionne pas Cette valeur est exprimée en pourcentage

Note — La définition de pourcentage de retenue ne tient pas compte de l'erreur — qui peut ne pas être négligeable —

due au courant de fonctionnement non nul nécessaire même en l'absence de courant de retenue Cela peut être pris en compte lorsque c'est nécessaire.

3.1 Grandeurs d'alimentation d'entrée, auxiliaire et fréquence

Les valeurs normales des grandeurs d'alimentation d'entrée, auxiliaire et de la fréquence sontspécifiées dans la Publication 255-6 de la CEI

3.2 Valeurs de référence normales des grandeurs et facteurs d'influence et valeurs normales de leurs

domaines nominaux et extrêmes

3.2.1 Grandeurs et facteurs d'influence

Les conditions de référence normales sont spécifiées dans le tableau I de la Publication 255-6

de la CEI En outre, les conditions normales données dans le tableau I de la présentenorme s'appliquent aux relais différentiels à pourcentage

TABLEAU I

Conditions de référence normales et tolérances pour essais des grandeurs et facteurs d'influence

Grandeur ou facteur d'influence Conditions de référence Tolérances pour les essais

Courants d'alimentation Déclarées par le constructeur ou spécifiées dans les normes

d'entrée nationales sauf spécifications contraires dans les articles ci-après

– courant de retenue ou dans des documents de niveau inférieur

v Composante apériodique en Zéro 5 /° de la valeur de crête°

m „ 0 courant alternatif (voir note)

C7 ;

tli Valeur(s) d'ajustement Déclarées par le constructeur ou spécifiées dans les normes

lorsqu'un ajustement est nationales sauf spécifications contraires dans les articles ci-après

possible ou dans des documents de niveau inférieur

Grandeurs Composante

d'alimentation apériodique en Zéro

auxiliaires courant

alternatif

(voir note) 5% de la valeur de crête

Note — Dans les cas spéciaux de mesures polyphasées par un seul relais, le constructeur ou les normes nationales

doivent préciser à quel courant d'entrée s'appliquent les conditions de référence.

3.1 Input and auxiliary energizing quantities and frequency

The standard values of input and auxiliary energizing quantities, and of frequency, arespecified in IEC Publication 255-6

3.2 Standard reference values of influencing quantities and factors and standard values of their

nominal and extreme ranges

3.2.1 Influencing quantities and factors

The standard reference conditions are specified in Table I of IEC Publication 255-6 Inaddition, the standard conditions given in Table I in this standard apply to biased(percentage) differential relays

TABLE I

Standard reference conditions and test tolerances of influencing quantities and factors

5% of peak a.c value U

documents

°

5 /o of peak a.c value

Note — In the special case of relays in which polyphase measurements are made on a single relay, the manufacturer

or national standards shall define which of the input currents shall be under reference conditions.

3.2.2 Limites des domaines nominaux des grandeurs et facteurs d'influence

Les valeurs normales sont spécifiées dans le tableau II de la Publication 255-6 de la C E I

En outre, les valeurs normales données dans le tableau II de la présente norme s'appliquentaux relais différentiels à pourcentage

TABLEAU II

Valeurs normales des limites des domaines nominaux des grandeurs et facteurs d'influence

Grandeur d'influence ou facteur Domaine nominal

o

aa

on y

t

1-Grandeur d'alimentation d'entrée de référence

Grandeur d'alimentation d'entrée autre que de

référence

Angle de phase entre les grandeurs d'alimentation

c "

a^ d'entrée

°^ co Déclaré par le constructeur ou spécifié

Fréquence dans les normes nationales

'e articles ci-après

o Forme d'onde

Composante alternative en courant 0 à 12% de la valeur assignée en

a continu (ondulation) courant continu"

o Composante continue en courant alternatif en régime Déclaré par le constructeur ou spécifié

-o établi dans les normes nationales sauf

o spécifications contraires dans les

C7 Composante apériodique en courant alternatif articles ci-après

1 ) Cette valeur de la tolérance est fondée sur la définition du Vocabulaire Electrotechnique International (V.E.I 131-03-14) Taux d'ondulation de crête.

3.3 Grandeur(s) caractéristique(s) et domaine(s) d'ajustement

Il n'y a pas de valeur assignée normale de grandeur(s) caractéristique(s) ni de domaine(s)d'ajustement Les valeurs et les limites de domaine(s) d'ajustement doivent être déclaréespar le constructeur

3.4 Pourcentage de retenue

Il n'y a pas de valeur normale de pourcentage de retenue Les valeurs d'ajustement doiventêtre déclarées par le constructeur

3.2.2 Limits of the nominal ranges of influencing quantities and factors

The standard values are specified in Table II of I E C Publication 255-6 In addition,the standard values given in Table II in this standard apply to biased (percentage) differentialrelays

TABLE II

Standard values of the limits of the nominal ranges of influencing quantities and factors

Influencing quantity or factor Nominal rangeReference input energizing quantity

Non-reference input energizing quantity

.2 Phase angle between input energizing quantities

Steady-state d.c component in a.c.

Transient d.c component in a.c.

Voltage or current

As declared by the manufacturer or as

specified in clauses below

Steady state d.c component in a.c.

As declared by the manufacturer or as specified in national standards unless specified in clauses below

Transient d.c component in a.c.

This value of the tolerance is based on the definition given in the International Electrotechnical Vocabulary (I.E.V 131-03-14) Peak ripple factor.

3.3 Characteristic quantity(ies) and setting range(s)

There are no standard rated values of either characteristic quantity(ies) or setting range(s).The values and the limits of setting range(s) shall be declared by the manufacturer

3.4 Restraint percentage

There are no standard values of restraint percentage The setting values shall be declared

by the manufacturer

3.5 Rapports de retour et de dégagement

Il n'y a pas de valeur normale des rapports de retour et de dégagement Les valeurs doiventêtre déclarées par le constructeur

4.1.2 Etendue de mesure *

Le constructeur doit déclarer l'étendue de mesure* des valeurs du courant de retenue

4.1.3 Courant traversant maximal

Le constructeur doit déclarer le courant traversant maximal en dessous duquel la sortie durelais ne change pas d'état Le relais doit être capable de supporter une application ou unesuppression brusque d'un courant traversant jusqu'à cette valeur La durée d'application doitêtre déclarée par le constructeur et doit être au moins de 100 ms

Note — Cette valeur maximale s'entend sans courant différentiel intentionnel pendant l'essai, le courant entrant et le

courant sortant (traversant) devraient être égaux.

4.1.4 Retenue par les harmoniques

Pour des relais qui ont une retenue par les harmoniques, le constructeur doit déclarer quelsharmoniques ont un effet de retenue et expliquer quelles sont les interactions entre la retenuepar harmoniques et la retenue par la fréquence fondamentale Le taux de chaque harmoniquequi retient le fonctionnement du relais doit être indiqué, cette quantité étant exprimée sousforme de pourcentage de courant différentiel à la fréquence nominale Si des valeurs différentessont obtenues en régime établi ou en régime transitoire, la valeur la plus élevée est indiquée

4.2 Précision

Pour un relais différentiel à pourcentage, les notions de précision s'appliquent auxcaractéristiques de fonctionnement et au temps de fonctionnement pour les conditions deréférence Pour ces termes, le constructeur doit déclarer les erreurs assignées comme définidans la Publication 255-6 de la C E I

4.2.1 Caractéristiques de fonctionnement

La précision relative aux caractéristiques de fonctionnement peut être présentée sous formegraphique par des lignes maximales et minimales comme dans la figure 1, page 22 D'une autremanière, le constructeur peut déclarer le pourcentage de retenue avec une tolérance en plus ou

en moins et cela pour l'étendue de mesure des courants de retenue

4.2.2 Temps de fonctionnement

La précision sur les temps de fonctionnement peut être présentée graphiquement, commedans la figure 2, page 22, ou peut être déclarée par le constructeur pour un domaine spécifiédes courants différentiels

Note — Le temps de fonctionnement n'est généralement spécifié que par sa valeur maximale.

* Voir aussi Publication 255-6A de la C E I, paragraphe 2.3.